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Electroscopio

principio de funcionamiento

Un electroscopio es un dispositivo que permite detectar la presencia de un objeto cargado aprovechando el fenómeno de separación de cargas por inducción. Explicaremos su funcionamiento empezando por ver que sucede con las cargas en los materiales conductores.

 

Un conductor es un material en el que las cargas pueden moverse libremente. El cobre y el aluminio son muy buenos ejemplos de materiales conductores.

Supongamos que el objeto de la figura es un trozo de papel aluminio y veamos como se comporta la carga eléctrica en su interior. Normalmente, la carga neta en el conductor es cero. Esto no quiere decir que no hay cargas en su interior sino que hay tantas cargas positivas como negativas. Estas cargas se distribuyen uniformemente en el conductor y se neutralizan mutuamente. La situación se esquematiza en la figura donde los circulos azules representan cargas negativas y los rojos cargas positivas.

 

Si acercamos un cuerpo cargado con carga positiva, por ejemplo una lapicera que ha sido frotada con un paño, las cargas negativas del conductor experimentan una fuerza atractiva hacia la lapicera . Por esta razón se acumulan en la parte mas cercana a ésta. Por el contrario las cargas positivas del conductor experimentan una fuerza de repulsión y por esto se acumulan en la parte más lejana a la lapicera.

Lo que a ocurrido es que las cargas se han desplazado pero la suma de cargas positivas es igual a la suma de cargas negativas. Por lo tanto la carga neta del conductor sigue siendo nula.

Consideremos ahora que pasa en el electroscopio. Recordemos que un electroscopio esta formado esencialmente por un par de hojas metálicas unidas en un extremo. Por ejemplo una tira larga de papel de aluminio doblada al medio.

Si acercamos la lapicera cargada al electroscopio, como se indica en la figura, la carga negativa será atraida hacia el extremo mas cercano a la lapicera mientras que la carga positiva se acumulará en el otro extremo, es decir que se distribuirá entre las dos hojas del electroscopio.
La situación se muestra en la figura: los dos extremos libres del electroscopio quedaron cargados positivamente y como las cargas de un mismo signo se rechazan las hojas del electroscopio se separan.

Si ahora alejamos la lapicera, las cargas positivas y negativas del electroscopio vuelven a redistribuirse, la fuerza de repulsión entre las hojas desaparece y se juntan nuevamente.

¿Qué pasa si tocamos tocamos con un dedo el extremo del electroscopio mientras esta cerca de la lapicera cargada? La carga negativa acumulada en ese extremo "pasará" a la mano y por lo tanto el electroscopio queda cargado positivamente.
Debido a esto las hojas no se juntan cuando alejamos la lapicera.

 

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